科学家们将看到奇特的新世界,也许会有一些似曾相识的感觉
就像冥王星一样,
海卫一特里顿(Triton)
可能开启其
矮行星生涯
轨道力学属于那种少有的几个能做到真正可预测的学科之一。2015年7月14日,美国的“新地平线号”空间探测器将飞越冥王星,这将是迄今为止人类探测器所抵达的最远距离。它将以5万公里的时速从距冥王星冰冻表面不到1万公里的高处掠过,这样它携带的摄像机可以辨别建筑大小的物体,可对冥王星巨型的卫星卡戎进行观测。
不难预料,当这些数据穿越超过40亿公里的距离被传回地球时,将引发科学家的极大兴趣,不仅是其所包含的关于冥王星的信息,更在于其他一些人类探测过和尚未探测过的天体的信息。
科学家研究太阳系运行的热情恒久不变,但对于太阳系的看法却在不断变化。从1930年被发现,一直到2006年“新地平线号”发射,冥王星一直被认为是太阳系的第九大行星。但几个月之后,这一认识发生了改变。一些与冥王星大小相近的天体在其附近被发现。国际天文联合会并没有将它们都列为行星,而是在一片争议声中,将冥王星与这些新发现的星体一起划为矮行星。
“新地平线号”与冥王星的相遇将是对这些处于正常状态的矮行星们的第一次近距离观测。1989年,“旅行者2号”掠过海王星最大的卫星——海卫一特里顿(Triton),揭示了一个奇异斑驳并伴有令人惊讶的活跃间歇泉活动的世界。而在被深蓝色的海王星捕获成为卫星之前,海卫一很可能是一颗类似冥王星的矮行星。
解析冥王星照片的有趣之处在于将其与海卫一相比较。这颗兄弟星球在海王星潮汐的影响下有着温暖的内核。这样的比较为行星科学提供了丰富的视角,既可以展示有着相似起源星体的不同之处,又可以揭示看似迥异的星体间的相似之处。正如2014年科学家关于木卫二欧罗巴(Europa)令人激动的发现一样,这颗冰层覆盖的木星卫星与地球有着惊人相似的板块构造。
更为有趣的比较在于对比冥王星和它的卫星卡戎。像地球的卫星月球一样,人们相信卡戎形成于一次母星和另一颗星体的毁灭性碰撞。因此,冥王星与卡戎的区别将有力地揭示此类碰撞将发生什么,而同样的方法也许可用于分析地球与月球的差异。但最有意思的将是,对比冥王星和小行星带中最大的天体谷神星。
和冥王星一样,谷神星在1801年被发现时也被授予行星地位。然而,当其他运转轨道相似的天体陆续在同一范围内被发现,谷神星被降级,成为一颗“小行星”。但在2006年,国际天文联合会再次改变了谷神星的归类,称按其体积而言,谷神星应该被归为矮行星。这看上去让人有些迷惑。谷神星当然是小行星中的一颗,只不过大一些。但最近的观测发现,谷神星有异常多的冰,与其他已被观测过的小行星显著不同。有说法称,谷神星产生的地方比它所在的位置要距离太阳远得多。也许,正如圣路易斯华盛顿大学的比尔·麦金农所言,谷神星与冥王星相近似之处不仅仅包括体积,还有起源和性质。
与谷神星不一样
行星们曾被认为只是围绕着其被发现的轨道不停运转,与太阳保持着几乎恒定的距离,但过去十年却证明变化才是真理。行星的轨道在太阳系形成初期似乎曾发生过巨大转变。有些人认为,太阳系最大的行星木星最初的轨道螺旋式向太阳靠近,之后在土星的共同作用下,经历了一次“大转向”,使它到达如今的轨道。而在这个骤变的过程中,应该是形成了散落于四面八方的小星体,而那些曾经接近的物质很可能最终形成了如今相距甚远的谷神星和冥王星。
凑巧的是,在“新地平线号”掠过冥王星之前几个月,另一架飞行速度慢很多的太空飞船“曙光号”(Dawn)将进入谷神星轨道展开长期观测。它会是靠近太阳的另一颗冥王星吗?一颗冰雪覆盖的小行星?或是木星的一颗冰冻的卫星?也许以上都对,或者都不对。轨道可以预测,但在这些轨道上运转的天体对于进入太空时代60年的人类而言,往往仍出乎意料。■